一种基于闭合形式解的三维体数据分割方法技术

本发明专利技术公开了一种基于闭合形式解的三维体数据分割方法，具体包括以下步骤：S1：采用体数据的表示方法对生物切片图像的三维体数据进行重建获得三维图像；S2：标记三维图像的前景区域和背景区域，其中前景区域为感兴趣区域，将标记图像的前景区域与背景区域获取到的体素作为目标体素；S3：基于三维闭合解算法提取三维图像的前景区域中体素的透明度信息；S4：将提取的体素透明度信息采用稀疏矩阵的方式进行存储，并构建线性方程组；S5：采用预处理共轭梯度算法对S4中的线性方程组进行求解，求其残差和余量，从而求得线性方程组的解，即求得图像中的感兴趣区域。

A Closed Form Solution Based Segmentation Method for 3D Volume Data

The invention discloses a three-dimensional volume data segmentation method based on closed form solution, which includes the following steps: S1: reconstructing the three-dimensional volume data of bio-slice image by using the representation method of volume data to obtain three-dimensional image; S2: marking the foreground and background regions of three-dimensional image, in which the foreground region is the region of interest, and marking the foreground and background regions of the image. The voxels obtained in the domain are taken as the target voxels; S3: extracting the transparency information of voxels in the foreground region of three-dimensional image based on the three-dimensional closed solution algorithm; S4: storing the extracted voxel transparency information by sparse matrix and constructing linear equations; S5: solving the linear equations in S4 by the pre-processing conjugate gradient algorithm to find its residual and residual. Then the solution of the linear equation system is obtained, that is, the region of interest in the image is obtained.

【技术实现步骤摘要】
一种基于闭合形式解的三维体数据分割方法
本专利技术涉及三维体数据分割
，尤其涉及一种基于闭合形式解的三维体数据分割方法。
技术介绍
随着三维重建技术以及虚拟人体技术的应用，在医学上三维数据的数据量日益增长，如何有效处理这些三维数据使其成为我们直接所用成为非常重要的问题。目前已存在的方法是基于区域生长或者分裂合并等的思想研究出的三维体数据分割算法，这些算法由于需要的输入较多，分割算法比较复杂，因此需要的分割时间较长，而且如果输入不精确则会直接影响分割的效果的精确性。本方法是基于闭合解抠图方法而实现的，该方法不需要用户大量的输入，而且闭合解抠图方法可以将图像中的细节都显示出来，不会由于分割而丢失这些图像细节，同时用户可以直接在三维体上进行操作，因此灵活性和精确度更高，由于算法的思想比较简单，因此运算速度也比较快。现有技术中在三维体数据的分割中有以下几种方式分割方式：1：基于区域生长法原理的三维体数据分割算法，该算法是根据种子体素点向周围扩散，对区域周围的每一个体素进行分析。2：基于分裂合并基本思想的三维体数据分割算法，该算法是先将整幅图或体数据依据某种规则分裂出很多个形状的子区域，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于闭合形式解的三维体数据分割方法，其特征在于包括以下步骤：S1：采用体数据表示方法对生物切片图像的三维体数据进行重建获得三维图像，在体数据重建过程中对生物切片图像的角度、阴影和光线进行参数设置；S2：标记三维图像的前景区域和背景区域，其中前景区域为感兴趣区域，将标记图像的前景区域与背景区域获取到的体素作为目标体素；S3：基于三维闭合解算法提取三维图像的前景区域中的体素透明度信息；S4：将提取的体素透明度信息采用稀疏矩阵的方式进行存储，并构建线性方程组；S5：采用预处理共轭梯度算法对S4中的线性方程组进行求解，求其残差和余量，从而求得线性方程组的解，即求得图像中的感兴趣区域。

【技术特征摘要】
1.一种基于闭合形式解的三维体数据分割方法，其特征在于包括以下步骤：S1：采用体数据表示方法对生物切片图像的三维体数据进行重建获得三维图像，在体数据重建过程中对生物切片图像的角度、阴影和光线进行参数设置；S2：标记三维图像的前景区域和背景区域，其中前景区域为感兴趣区域，将标记图像的前景区域与背景区域获取到的体素作为目标体素；S3：基于三维闭合解算法提取三维图像的前景区域中的体素透明度信息；S4：将提取的体素透明度信息采用稀疏矩阵的方式进行存储，并构建线性方程组；S5：采用预处理共轭梯度算法对S4中的线性方程组进行求解，求其残差和余量，从而求得线性方程组的解，即求得图像中的感兴趣区域。2.根据权利要求1所述的一种基于闭合形式解的三维体数据分割方法，其特征还在于：S1中将输入的生物切片图像进行体绘制具体采用如下步骤：数据采集：对输入的多张生物切片图像数据进行三维数据集的构造，并将构造后的数据集进行去噪处理；数据预处理和平滑处理：将构造所得的数据集的数据量进行预处理，该预处理包括缩减数据集中的数据量以及将缩减后的数据量进行平滑处理；体数据绘制并显示：给处理后的数据集设定好光线、层间距、阴影、角度等参数，计算三维图像边界后进行体绘制并显示。3.根据权利要求1所述的一种基于闭合形式解的三维体数据分割方法，其特征还在于：S2具体采用如下方式：在3×3×3大小的窗口中进行遍历，找到该窗口中与目标体素相同的体素并记录；在绘制好的整个三维体中进行遍历，找到三维体中全部的体素，将窗口中找到的全部体素作为目标体素，将目标体素与整个三维体中的全部体素进行相似度比较，记录与目标体素相同的体素的值。4.根据权利要求1所述的一种基于闭合形式解的三维体数据分割方法，其特征还在于：S3中采用基于三维闭合解算法提取三维图像的前景区域中体素的透明度信息具体采用如下步骤：数据归一化处理：输入的三维图像是彩色的，其R、G、B的值的范围...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘斌，张晓慧，陈彦洁，刘姝君，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21